蛋白結(jié)晶板實(shí)驗(yàn)研究

大分子生物藥以晶體形式作為給藥的方式具有穩(wěn)定性高,有效成分濃度高以及容易實(shí)現(xiàn)的可控性釋放等許多優(yōu)點(diǎn).然而,,截至2004年的150多種生物藥中,以晶體為其主要的生產(chǎn)和銷(xiāo)售形態(tài)的只有胰島素.造成這種情況的主要技術(shù)原因是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)結(jié)晶和小分子結(jié)晶相比具有更為復(fù)雜的結(jié)晶環(huán)境和影響因素,大規(guī)模生產(chǎn)蛋白質(zhì)晶體在方法和技術(shù)上還很不成熟。

蛋白結(jié)晶板

首先探索了基于SU-8負(fù)性光刻膠的雙層芯片模具制作工藝,另外,為了在微流控芯片中形成均勻分散的蛋白液滴,我們對(duì)基于PDMS(聚二硅氧烷)的微流控芯片的表面性質(zhì)進(jìn)行了研究,分別觀(guān)察和評(píng)價(jià)了不同鍵合方法所制作液滴型PDMS微流控芯片應(yīng)用于制備油包水和水包油兩種液滴分散體系的效果;實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示熱擴(kuò)散鍵合方法適用于制作油包水型PDMS液滴型微流控芯片,而等離子鍵合方法制作的PDMS芯片適于形成水包油型的液滴分散體系。為了實(shí)現(xiàn)芯片中樣品液滴的有效操控和分配,我們?cè)谖⒘骺匦酒屑闪丝諝忾y結(jié)構(gòu)。

獲取蛋白質(zhì)晶體是蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)解析,藥品生產(chǎn),自組裝納米體系構(gòu)建等過(guò)程中重要的步驟.例如,利用X射線(xiàn)衍射技術(shù)對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行三維結(jié)構(gòu)解析時(shí),首先需要通過(guò)結(jié)晶條件篩選,獲得質(zhì)量較高的蛋白質(zhì)晶體,進(jìn)而進(jìn)行衍射得到蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)相關(guān)信息.蛋白質(zhì)結(jié)晶需要經(jīng)歷從未飽和區(qū)經(jīng)亞穩(wěn)區(qū)至形核區(qū)的形核過(guò)程以及從形核區(qū)到亞穩(wěn)區(qū)的生長(zhǎng)成熟過(guò)程.在整個(gè)蛋白質(zhì)結(jié)晶過(guò)程中,形核過(guò)程是至關(guān)重要的一步.均相形核過(guò)程中,結(jié)晶體系中各個(gè)部分形核概率相同,當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)結(jié)晶體系中溶液的過(guò)飽和度足夠克服形核勢(shì)壘時(shí),在形核區(qū)發(fā)生成核,因而在低濃度的結(jié)晶溶液體系中,均相形核存在一定的局限性。

形核劑的添加使蛋白質(zhì)晶體異相形核,相較于均相形核其需要克服的阻力小,形核勢(shì)壘低.因而形核劑的使用對(duì)于難結(jié)晶蛋白或者起始濃度過(guò)低的蛋白質(zhì)結(jié)晶具有重要意義.隨著結(jié)構(gòu)生物學(xué)的發(fā)展,形核劑在蛋白質(zhì)結(jié)晶中的研究仍是結(jié)晶方法學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題.多孔微球?qū)Φ鞍踪|(zhì)分子的吸附作用有利于無(wú)序蛋白質(zhì)分子團(tuán)簇的形成,進(jìn)而促進(jìn)蛋白質(zhì)形核.添加多孔微球不但可以增加結(jié)晶條件篩選數(shù),也可以提高晶體質(zhì)量.促進(jìn)蛋白質(zhì)分子有序排列的形核劑籽晶的使用,使晶體的形核生長(zhǎng)過(guò)程始終處于結(jié)晶體系溶液濃度較低的狀態(tài),而交聯(lián)的籽晶因?yàn)榉€(wěn)定性更高而更有應(yīng)用前景.新型交互擴(kuò)散結(jié)晶板中。